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GIS盆式绝缘子热解反应机理函数的通用表征模型与求解方法

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高压电器 2024年第3期60卷 120-127页

作者：辛晓虎何金满玉岩公衍峰李占军国网天津市电力公司蓟州供电分公司天津301900 国网天津市电力公司电力科学研究院天津300384 国网天津市电力公司天津300010 华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京102206

反应机理函数可有效表征GIS盆式绝缘子的绝缘老化与劣化过程,有助于揭示盆式绝缘子的失效机理,为评估绝缘子的绝缘性能提供了新途径。通过对反应机制的微分方程的解析,建立了4个基本参量的反应机理函数的积分表达式,它能对不同的反应阶... 详细信息

反应机理函数可有效表征GIS盆式绝缘子的绝缘老化与劣化过程,有助于揭示盆式绝缘子的失效机理,为评估绝缘子的绝缘性能提供了新途径。通过对反应机制的微分方程的解析,建立了4个基本参量的反应机理函数的积分表达式,它能对不同的反应阶段或路径进行修正,适用范围更广。在此基础上,根据非等温动力学方程,推导出了该试验函数的结构形式,并推导了该模型的计算公式。利用该方法还可同时计算指前因子。进一步具体解析了盆式绝缘子和交联聚乙烯的反应机理函数,并基于Coast-Redfern法和改进Flynn-Wall-Ozawa法验证了反应机理函数通用表征模型与求解方法的有效性。上述研究工作为分析绝缘子绝缘材料劣化过程的反应机制提供了有效方法。

关键词：绝缘子热动力学反应机理函数活化能

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覆冰条件下风力发电机叶片防/除冰方法综述

电工技术学报 2024年第17期39卷 5482-5496页

作者：胡琴王欢舒立春蒋兴良夏翰林重庆大学雪峰山能源装备安全国家野外科学观测研究站重庆400044 国网重庆市电力公司电力科学研究院重庆401123

覆冰地区的风力发电机叶片覆冰会导致功率损失,及时预防和治理叶片覆冰灾害,有助于保障风力发电机的安全、稳定与可靠运行。该文综述了覆冰条件下风力发电机叶片防/除冰方法的研究现状。首先,介绍了叶片覆冰的机理及覆冰特性,总结了叶... 详细信息

覆冰地区的风力发电机叶片覆冰会导致功率损失,及时预防和治理叶片覆冰灾害,有助于保障风力发电机的安全、稳定与可靠运行。该文综述了覆冰条件下风力发电机叶片防/除冰方法的研究现状。首先,介绍了叶片覆冰的机理及覆冰特性,总结了叶片覆冰对其升力系数与阻力系数、功率损失的影响,分析了当前面临的挑战;其次,对现有叶片主动防/除冰、被动防冰及协同防/除冰方法的原理及其优缺点进行了评述,并进行了全面的对比分析;最后,从整体角度对叶片覆冰的关键科学问题及其经济可行性进行了分析,给出了未来的研究趋势,认为电热法、电脉冲法、气动脉冲法、疏冰涂层和含有电热功能的协同防/除冰方法在风力发电机叶片上极具应用前景。

关键词：风力发电机叶片覆冰功率损失防/除冰经济可行性

新型电力系统电力电量平衡的挑战、应对与展望

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中国电机工程学报 2024年

作者：董昱孙大雁许丹陶洪铸李立新国家电网有限公司中国电力科学研究院有限公司

新型电力系统构建过程中，风电、光伏等出力不可控机组的装机容量快速增长，源荷双侧不确定性大幅增加，传统源随荷动平衡模式将难以满足新型电力系统的运行要求。本文结合近年来实际运行情况，深入分析了由多种要素引发的电力供应不足... 详细信息

新型电力系统构建过程中，风电、光伏等出力不可控机组的装机容量快速增长，源荷双侧不确定性大幅增加，传统源随荷动平衡模式将难以满足新型电力系统的运行要求。本文结合近年来实际运行情况，深入分析了由多种要素引发的电力供应不足、新能源消纳困难等电力电量平衡问题；然后，从源荷两侧不确定性增加、系统调节能力不足、电力平衡极端场景频发、大范围余缺互济需求增强等方面，剖析了新型电力系统电力电量平衡面临的具体挑战；针对上述问题和挑战，从全网统筹-分布自治的时空协同平衡模式、考虑一次能源供给的发电能力量化评估技术、负荷侧资源精准预测及调节能力量化评估技术、互联大电网统筹平衡优化决策技术、多周期平衡能力分析、预警及预决策技术、多场景平衡决策及控制技术等六个方面，详细介绍了支撑新型电力系统电力电量平衡的调控关键技术；进而，介绍了基于研究成果研制的全景协同的电力电量平衡决策支撑系统；最后，从市场激励、灵活调控、电碳协同以及多能源系统协同运行等方面，针对新型电力系统电力电量平衡的发展进行展望。

关键词：新型电力系统电力电量平衡平衡模式不确定性

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低压直流配电网强弱电弧特征及检测算法

中国电力 2024年第2期57卷 94-102页

作者：刘国强李国春郝亚楠李贵海吴中杰国网山东省电力公司电力科学研究院山东济南250003

直流电弧没有过零点特性,难以自行熄灭,易引发电气火灾,威胁直流配用电安全。通过搭建电弧模拟发生实验平台,采集不同电压下电弧信号,研究电弧电阻、电压等特性,分析了不同电压下电弧特征的差异性。以GB/T 35727—2017中低压直流配网标... 详细信息

直流电弧没有过零点特性,难以自行熄灭,易引发电气火灾,威胁直流配用电安全。通过搭建电弧模拟发生实验平台,采集不同电压下电弧信号,研究电弧电阻、电压等特性,分析了不同电压下电弧特征的差异性。以GB/T 35727—2017中低压直流配网标称电压优选值为依据,研究220 V、750 V、1 500 V3种不同电压等级电弧检测特征,对比傅里叶、小波、奇异值分解等频域特性,最大值、最小值、平均值、标准差等时域特性,得到不同电压等级下电弧检测的优质判据,证明了不同时频域特征适用于不同的电压等级。结合神经网络模型,设计了适用于750 V系统的电弧检测算法,算法检测精度为99.12%。

关键词：直流配电网电弧小波包奇异值时频域特性

双碳时代下多源生物质热化学转化资源化利用研究进展

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洁净煤技术 2024年第3期30卷 1-20页

作者：陆强谢文銮胡斌刘吉张镇西李凯华北电力大学新能源发电国家工程研究中心

生物质是唯一的可再生碳资源，具有来源广泛、储量丰富等显著优势，利用先进的生物质热化学转化技术，可获得多种高值燃料、化学品和碳基材料，进而实现对化石资源的部分替代，在新能源领域具有重要的战略地位和发展前景。尽管生物质能... 详细信息

生物质是唯一的可再生碳资源，具有来源广泛、储量丰富等显著优势，利用先进的生物质热化学转化技术，可获得多种高值燃料、化学品和碳基材料，进而实现对化石资源的部分替代，在新能源领域具有重要的战略地位和发展前景。尽管生物质能源化利用技术已取得长足发展，但伴随社会与科技飞速进步，生物质的范畴已不再局限于传统农林废弃物，而是涵盖了农林源、工业源和生活源等多种来源的有机废弃物。复杂组成结构和差异化热分解特性为生物质的高选择性和大规模转化带来严重阻碍，如何实现其高值资源化利用仍面临诸多挑战。论述了生物质热化学转化技术发展现状，从多源生物质组成与热分解特性出发，针对热转化产物品质低和选择性差等问题，对比分析了当前选择性热解制备高值产物、热解重整制氢、新型气化等多种前沿资源化利用技术的最新研究成果与发展趋势。然而，要推动双碳时代下多源生物质热化学转化技术的进一步发展，仍需重点关注以下方面。首先，规模化利用是未来发展的必然趋势，开发高效的催化工艺与反应装备至关重要。通过突破催化剂效率瓶颈与循环再生技术，降低催化运行成本，同时研发新型热转化反应设备，优化传热与抗结焦性能，实现目标产物的定向富集，配合高效的原料收储运策略，从全流程提升生物质热化学转化工业化生产经济性。其次，全组分转化是实现生物质高值利用的关键。通过深入研究生物质不同特征组分分解机理和协同转化机制，开发耦合多重预处理、定向热转化和精准分离冷凝等技术，将生物质原料转化为富含高值化学品的生物油、高品质可燃气和高性能炭材料，实现热解多联产综合利用，有效提高技术资源产出率。最后，多能互补也是未来重要发展方向。通过将生物质与其他清洁能源与电力进行有效整合，充分发挥生物质热分解产物的长周期化学储能特性，构建灵活的多能互补供应体系，实现新能源产业的多维发展与经济效益提升。

关键词：多源生物质双碳热化学转化热解气化

来源：博看期刊

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基于组合模型的电连接器剩余寿命预测

哈尔滨工业大学学报 2024年

作者：骆燕燕祁侨绅王永鹏刘昙安劲昭电工产品可靠性技术省部共建协同创新中心(河北工业大学) 国家电网山东省电力公司邹平供电公司国家电网冀北电力有限公司唐山供电公司天津津航计算技术研究所

为预测电连接器的剩余寿命，本文提出一种自适应Wiener模型与离散灰色模型(discrete grey model，DGM(1，1))组合的电连接器寿命预测方法。首先，根据Arrhenius模型选取温度循环试验的应力大小，确定试验周期、暴露时间及温升率等参数... 详细信息

为预测电连接器的剩余寿命，本文提出一种自适应Wiener模型与离散灰色模型(discrete grey model，DGM(1，1))组合的电连接器寿命预测方法。首先，根据Arrhenius模型选取温度循环试验的应力大小，确定试验周期、暴露时间及温升率等参数，选择接触电阻为退化特征量，进行温度循环试验；其次，分别采用自适应Wiener模型与DGM（1，1）模型对温度循环下的电连接器剩余寿命进行预测，对比不同温度应力下两种模型伪寿命预测结果，提出了自适应Wiener与DGM（1，1）的组合模型；最后，采用最小二乘法估计Arrhenius模型中参数，外推正常温度下电连接器寿命。结果表明：DGM（1，1）模型在较低的温度应力下预测结果更准确，而自适应Wiener模型在较高的温度应力下预测结果更准确；在综合考虑不同温度应力模型适用性的情况下，构建的自适应Wiener和DGM（1，1）组合模型能更精准的预测电连接器的剩余寿命。研究结果可为电连接器的维修决策提供参考，为电气设备可靠性的提升提供支撑。

关键词：电连接器自适应Wiener模型 DGM(1,1)模型温度循环寿命预测

原位生长的CNTs@MoS_(2)杂化物增强水性膨胀型防火涂料的耐火和隔热性能

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表面技术 2024年第4期53卷 200-210页

作者：王晓明朱耿增金义杰贾丹段海涛詹胜鹏杨田凃杰松章武林马利欣国网山东省电力公司电力科学研究院济南250003 武汉材料保护研究所特种表面保护材料及应用技术国家重点实验室武汉430030

目的设计并研制一种耐火和隔热性能突出的水性膨胀型防火涂料。方法以碳纳米管(CNTs)、四水合钼酸铵、十六烷基溴化铵(CTAB)、硫脲为原料,通过简单的一步水热法原位生长出一种新型的CNTs@MoS_(2)杂化物,并采用FT-IR、XRD、拉曼光谱、SE... 详细信息

目的设计并研制一种耐火和隔热性能突出的水性膨胀型防火涂料。方法以碳纳米管(CNTs)、四水合钼酸铵、十六烷基溴化铵(CTAB)、硫脲为原料,通过简单的一步水热法原位生长出一种新型的CNTs@MoS_(2)杂化物,并采用FT-IR、XRD、拉曼光谱、SEM等手段对复合杂化物进行表征。再将CNTs@MoS_(2)杂化物作为增效剂分散在水性膨胀型防火涂料(CNTs@MoS_(2)/WES)中,通过大板实验和涂层、炭焦层表面分析评价了涂层的耐火和隔热性能。结果与WES(膨胀倍率为3.90)、CNTs/WES涂层(膨胀倍率为6.04)、MoS_(2)/WES涂层(膨胀倍率为4.59)相比,CNTs@MoS_(2)/WES涂层具有最高的膨胀倍率(8.88)。CNTs@MoS_(2)/WES涂层所涂覆的钢板在燃烧40min后背面温度最低(133.3℃),这充分表明该涂层具有优异的隔热性能。结论制备的CNTs@MoS_(2)杂化物表现出稳定的网络交织结构,有效提高了它在涂料中的分散性能。此外,CNTs@MoS_(2)/WES涂层优异的耐火和隔热性能主要归因于:1)CNTs@MoS_(2)/WES涂层及其炭焦层具有更致密和完整的表面,阻隔了热量的传递;2)CNTs的添加增强了炭焦层的致密性,抑制了膨胀过程中产生的气体泄漏,提升了涂层膨胀倍率;3)MoS_(2)提高了膨胀层强度且促进了炭焦层的形成,减少了裂纹和孔隙的产生。

关键词：碳纳米管(CNTs) 二硫化钼(MoS_(2)) 协同效应耐火性能阻燃机理

基于生成对抗网络和改进均值漂移聚类的微电网运行场景生成方法

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电力系统及其自动化学报 2024年

作者：万志伟张翼王聪崔凯金强石方迪国网经济技术研究院有限公司国家电网有限公司国网河北省电力有限公司石家庄供电公司国网上海市电力公司

微电网规划和运行调度中涉及对大量源荷运行场景的建模和分析，场景选取的合理性对规划和调度模型的计算效率和可靠性有重要影响。为此，本文提出一种微电网典型运行场景生成方法，无需事先假定随机变量分布类型，直接通过生成对抗网络... 详细信息

微电网规划和运行调度中涉及对大量源荷运行场景的建模和分析，场景选取的合理性对规划和调度模型的计算效率和可靠性有重要影响。为此，本文提出一种微电网典型运行场景生成方法，无需事先假定随机变量分布类型，直接通过生成对抗网络算法得到光伏出力和负荷需求时序场景，并利用自相关系数和累计概率分布等指标评价生成数据的优劣。在此基础上，考虑数据的总量特征和时序特征，通过改进均值漂移聚类算法对海量场景进行缩减，得到光伏出力和负荷需求的典型日时序曲线以及相应的权重。最后，基于我国西北地区实测数据进行仿真分析，结果表明所提方法能够有效简化原始海量场景，兼顾场景的计算复杂度和精度。

关键词：微电网场景生成生成对抗网络均值漂移聚类场景缩减

面向智能混合储能软开关支撑新型配电系统双重灵活性的规划-运行协同方法

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电网技术 2024年

作者：刘方陆荣欣徐韵张森朱丹丹卫思明杨秀上海电力大学电气工程学院国网上海市电力公司培训中心国网上海市电力公司松江供电公司国网江苏省电力公司电力科学研究院

大规模分布式新能源接入导致新型配电系统面临“节点-网络”双重灵活性不足风险，使得规划配置智能混合储能软开关(HESS-SOP)，实现节点型与网络型异质灵活资源协同控制，成为提升节点灵活调节支撑和网络传输安全裕度的重要技术手段。... 详细信息

大规模分布式新能源接入导致新型配电系统面临“节点-网络”双重灵活性不足风险，使得规划配置智能混合储能软开关(HESS-SOP)，实现节点型与网络型异质灵活资源协同控制，成为提升节点灵活调节支撑和网络传输安全裕度的重要技术手段。对此，建立面向HESS-SOP融入支撑“节点-网络”双重灵活性的新型配电系统协同规划-运行模型。首先，研究SOP引入HESS 组成HESS-SOP的拓扑结构和联合调节特性；然后，引入转移分布因子以线路为视角建立含HESS-SOP的新型配电系统灵活性供需平衡模型，解析“节点-网络”灵活性供需平衡机理，并建立“节点-网络”双维度灵活性指标；其次，采用有功潮流灵敏度法与希尔伯特-黄变换法对HESS-SOP分别进行选址与初始参数配置，并建立考虑HESS-SOP“节点-网络”双重灵活性调控潜力的规划-运行联合优化模型，并采用混合算法进行求解；最后，基于改进的IEEE33节点系统开展算例分析。结果表明：所提出的灵活性指标能准确量化评估系统“节点-网络”双维度灵活性，所建立的考虑HESS-SOP灵活性调控潜力的规划-运行联合优化模型能有效提高配电系统运行的经济性与灵活性。

关键词：新型配电系统智能软开关混合储能系统灵活性转移分布因子有功潮流灵敏度希尔伯特-黄变换规划-运行